本發(fā)明屬于脫硝催化劑，具體涉及一種基于鍍鋅浮渣的改性鋅錳尖晶石脫硝催化劑的制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、21世紀(jì)以來，環(huán)境治理是我國保護(hù)生態(tài)的主要任務(wù)之一?；剂洗罅咳紵a(chǎn)生的氮氧化物(nox)是主要的大氣污染物之一，也是溫室效應(yīng)、酸雨、光化學(xué)煙霧和pm2.5的主要原因。選擇性催化還原(scr)脫硝技術(shù)具有90％以上的脫除率，被廣泛使用以減少氮氧化物的排放。同時(shí)，具有良好催化性能的催化劑是scr技術(shù)的核心，故脫硝催化劑的開發(fā)是scr技術(shù)普及的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
2、由于生產(chǎn)工藝的要求，中低溫脫硝催化劑的應(yīng)用需求比較大。錳基尖晶石作為一種中低溫脫硝催化劑，具有較好的開發(fā)前景。在催化反應(yīng)過程中，錳基尖晶石催化劑能夠保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防止催化劑出現(xiàn)明顯的燒結(jié)或者水化等老化現(xiàn)象。同時(shí)，錳基尖晶石結(jié)構(gòu)還提供了豐富的活性位點(diǎn)，能夠吸附反應(yīng)物質(zhì)并促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。這些活性位點(diǎn)有助于提高反應(yīng)速率，加快反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程。然而，為了進(jìn)一步提升脫硝效率，錳基尖晶石的催化活性還需要進(jìn)一步提升，同時(shí)需要降低錳基尖晶石的成本以提高催化劑的經(jīng)濟(jì)性和持續(xù)性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于鍍鋅浮渣的改性鋅錳尖晶石脫硝催化劑的制備方法及其應(yīng)用。該方法制備所得改性鋅錳尖晶石脫硝催化劑在提升中低溫脫硝性能的同時(shí)，還有效地降低了催化劑的制備成本，并消納了難以處理的鍍鋅浮渣，具有廣泛的應(yīng)用前景。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
3、提供一種基于鍍鋅浮渣的改性鋅錳尖晶石脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟:
4、s1、將鍍鋅浮渣與鋅浸取液混合攪拌，過濾得含鋅的濾液；
5、s2、依次向錳鹽的水溶液中加入步驟s1所得含鋅的濾液和摻雜劑，攪拌均勻；其中所述摻雜劑為含有金屬的鹽，所述金屬為鎳、銅、鋁、鎢、鈷中的一種；
6、s3、向s2所得的混合液中加入沉淀劑，攪拌反應(yīng)，沉淀完全后蒸干，然后在空氣氛圍下煅燒，即得基于鍍鋅浮渣的改性鋅錳尖晶石脫硝催化劑。
7、按上述方案，所述步驟s1中，鋅浸取液為氨水、碳酸氫銨和水混合配置所得總氨濃度為5～10mol/l的浸取液；優(yōu)選地，氨水和碳酸氫銨摩爾比為2～10：1。
8、按上述方案，所述步驟s1中，鍍鋅浮渣是典型的冶金渣，主要來源是煉鐵和煉鋼產(chǎn)生的固體廢物。
9、按上述方案，所述步驟s1中，鍍鋅浮渣包括鋅、鐵、鎢、鋁等元素，其中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92％以上。
10、按上述方案，所述步驟s1中，鍍鋅浮渣與鋅浸取液固液比為1g:7～13ml。
11、按上述方案，所述步驟s1中，攪拌時(shí)間為3～6h。
12、按上述方案，所述步驟s2中，摻雜劑為鎳、銅、鋁或鈷的硝酸鹽，或者鎢酸鹽。鎢酸鹽優(yōu)選鎢酸銨。
13、按上述方案，所述步驟s2中，錳鹽為四水乙酸錳。
14、按上述方案，所述步驟s2中，鋅離子和錳離子的摩爾比為1：1～3。
15、按上述方案，所述步驟s2中，摻雜劑中金屬元素與鋅離子的摩爾比為0.02～0.1:1。
16、按上述方案，所述步驟s3中，沉淀劑為草酸，以金屬離子和草酸根的摩爾濃度計(jì)，草酸與鋅鹽摩爾比2～5:1。
17、按上述方案，所述步驟s3中，攪拌時(shí)間為1～4h。
18、按上述方案，所述步驟s3中，蒸干工藝為：100～110℃蒸發(fā)12～24h。
19、按上述方案，所述步驟s3中，煅燒工藝為：500～600℃煅燒4～6h。
20、提供一種上述制備方法制備所得脫硝催化劑在氮氧化物脫除方面的應(yīng)用。
21、按上述方案，氮氧化物為no。
22、按上述方案，脫硝催化劑進(jìn)行催化時(shí)，氮氧化物脫除率為75～92％。
23、本發(fā)明提供了一種基于鍍鋅浮渣的改性鋅錳尖晶石脫硝催化劑的制備方法，以具有高含量鋅元素的鍍鋅浮渣廢棄物為主要原料，通過鋅浸取液提取，使鍍鋅浮渣中的鋅元素全部轉(zhuǎn)化為鋅離子進(jìn)入溶液，再向溶液中引入錳離子和合適種類的摻雜劑，最后沉淀、煅燒得到改性鋅錳尖晶石脫硝催化劑；一方面鍍鋅浮渣所得鋅提取液中，少量的其他金屬元素雜質(zhì)對于脫硝催化劑并未有不良影響，反而可以作為摻雜改性元素增益脫硝催化劑的性能，使得鍍鋅浮渣用于制備脫硝催化劑成為了可能。另一方面將鍍鋅浮渣引入制備脫硝催化劑中，在消納難以處理的鍍鋅浮渣的同時(shí)大大降低了催化劑的制備成本，具有重要的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。此外，再配合適應(yīng)于鋅錳尖晶石的摻雜金屬，進(jìn)一步提升鋅錳尖晶石作為脫硝催化劑的催化性能，促進(jìn)了鋅錳尖晶石脫硝催化劑的推廣應(yīng)用。
24、本發(fā)明的有益效果：
25、1.本發(fā)明提供了一種基于鍍鋅浮渣的改性鋅錳尖晶石脫硝催化劑的制備方法，巧妙的選擇鍍鋅浮渣廢棄物作為鋅源，再配合合適種類的摻雜金屬種類，開發(fā)了鋅錳尖晶石中低溫(100-220℃)scr脫硝催化劑的新體系，在提升脫硝催化劑性能的同時(shí)，還有效地降低了催化劑的制備成本，并消納了難以處理的鍍鋅浮渣，實(shí)現(xiàn)廢棄物資源化利用和助力降碳行動(dòng)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。
26、2.本發(fā)明脫硝催化劑制備工藝簡單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
27、3.本發(fā)明所得改性鋅錳尖晶石脫硝催化劑用于氮氧化物脫除，合適的摻雜劑促進(jìn)了鋅錳尖晶石mn4+與mn3+之間的轉(zhuǎn)換，形成了雙氧化還原循環(huán)中的電子轉(zhuǎn)移，增加了更多的酸位點(diǎn)，從而使催化劑的中低溫脫硝活性得到顯著提升，no的脫除率可高達(dá)92％，具有重要的應(yīng)用前景。
1.一種基于鍍鋅浮渣的改性鋅錳尖晶石脫硝催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，鋅浸取液為氨水、碳酸氫銨和水混合配置所得總氨濃度為5～10mol/l的鋅浸取液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，鍍鋅浮渣中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92％以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，鍍鋅浮渣與鋅浸取液固液比為1g:7～13ml。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，錳鹽為四水乙酸錳；摻雜劑為鎳、銅、鋁或鈷的硝酸鹽，或者鎢酸鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，鋅離子和錳離子的摩爾比為1：1～3；摻雜劑中金屬元素與鋅離子的摩爾比為0.02～0.1:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s3中，沉淀劑為草酸，以金屬離子和草酸根的摩爾濃度計(jì)，草酸與鋅鹽摩爾比2～5:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，攪拌時(shí)間為3～6h；所述步驟s3中，攪拌時(shí)間為1～4h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s3中，蒸干工藝為：100～110℃蒸發(fā)12～24h；煅燒工藝為：500～600℃煅燒4～6h。
10.一種權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的制備方法制備所得脫硝催化劑在氮氧化物脫除方面的應(yīng)用。